分子篩產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析：新型分子篩可分離出99.97%純度丙烯

• 黃文玉 2023年12月15日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 572 32
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分子篩一種人工合成的具有篩選分子作用的水合硅鋁酸鹽(泡沸石)或天然沸石。其化學(xué)通式為(M′2M)O·Al2O3·xSiO2·yH2O，M′、M分別為一價、二價陽離子如K+、Na+和Ca2+、Ba2+等。它在結(jié)構(gòu)上有許多孔徑均勻的孔道和排列整齊的孔穴，不同孔徑

浙江大學(xué)團隊研發(fā)出一種超快吸附動力學(xué)分子篩ZU-609，通過調(diào)控孔口大小和孔腔尺寸，可實現(xiàn)丙烯和丙烷精準篩分以及提升丙烯擴散速率，可從等摩爾丙烯丙烷混合氣中分離得到99.97%純度丙烯。相關(guān)研究成果于近日發(fā)表在國際期刊《科學(xué)》上。

分子篩一種人工合成的具有篩選分子作用的水合硅鋁酸鹽(泡沸石)或天然沸石。其化學(xué)通式為(M′2M)O·Al2O3·xSiO2·yH2O，M′、M分別為一價、二價陽離子如K+、Na+和Ca2+、Ba2+等。它在結(jié)構(gòu)上有許多孔徑均勻的孔道和排列整齊的孔穴，不同孔徑的分子篩把不同大小和形狀分子分開。根據(jù)SiO2和Al2O3的分子比不同，得到不同孔徑的分子篩。其型號有：3A(鉀A型)、4A(鈉A型)、5A(鈣A型)、10Z(鈣Z型)、13Z(鈉Z型)、Y(鈉Y型)、鈉絲光沸石型等。它的吸附能力高、選擇性強、耐高溫。廣泛用于有機化工和石油化工，也是煤氣脫水的優(yōu)良吸附劑。在廢氣凈化上也日益受到重視。

按催化性質(zhì)，分子篩催化劑可以分為以下幾點：(1) 酸催化劑，利用分子篩的表面酸性進行催化反應(yīng)。(2)雙功能催化劑，分子篩可以負載鉑、鈀類的金屬，得到兼有金屬催化功能和酸催化功能的雙功能分子篩催化劑。(3) 擇形催化劑，由于分子篩的催化作用一般發(fā)生在晶體內(nèi)空間，分子篩的孔徑大小和孔道結(jié)構(gòu)對催化活性和選擇性有很大的影響。分子篩具有規(guī)整而均勻的晶內(nèi)孔道，而且孔徑大小接近于分子尺寸，使分子篩的催化性能隨反應(yīng)物分子、產(chǎn)物分子或反應(yīng)中間物的幾何尺寸的變化而顯著變化。

分子篩產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

沸石分子篩材料的廣泛應(yīng)用(例如：吸附分離、離子交換、催化)，是與其結(jié)構(gòu)特點密不可分的。例如，吸附分離性能取決于分子篩的孔道和孔體積的大小;離子交換性能取決于分子篩中陽離子的數(shù)目、位置及其孔道的可通行性;催化過程中表現(xiàn)出的擇形性與分子篩的孔道尺寸、走向相關(guān)，而催化反應(yīng)中的中間產(chǎn)物以及最后產(chǎn)品和分子篩的孔道維數(shù)或其籠結(jié)構(gòu)相關(guān)。因此，分子篩的結(jié)構(gòu)是研究分子篩材料的基本問題。

分子篩具有優(yōu)良的吸附、催化、離子交換的功能，其中分子篩吸附劑使用最為廣泛，分子篩催化劑市場價值更大，全球分子篩市場的增長是由石油和天然氣行業(yè)的高需求推動的。根據(jù)數(shù)據(jù)，2020 年分子篩市場容量為64億美元，預(yù)計到2028 年將達到84.9 億美元，從2021 年到2028 年的復(fù)合年增長率為 3.8%。

中國是近幾年分子篩用量最大，增長速度最快的地區(qū)。就全球分子篩消費量分布情況而言，根據(jù)數(shù)據(jù)，2021年全球分子篩催化劑消費量為34.1萬噸，其中北美和中國的消費量分別為12.4萬噸和10.2萬噸，分別占比36.4%和29.9%，中國成為全球僅次于北美的第二大消費市場。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2029年分子篩產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢分析報告》顯示：

我國分子篩行業(yè)起步較晚，由于發(fā)展時間較短，在技術(shù)、行業(yè)成熟度、市場應(yīng)用等方面存在一定差距。數(shù)據(jù)顯示，美國霍尼韋爾(UOP)公司占比最大為23.38%，其次是法國阿科瑪(CECA)公司(13.41%)和美國Zeochem公司(7.11%)，此外，國內(nèi)企業(yè)建龍微納、上海恒業(yè)、大連海鑫、齊魯華信四家公司貢獻的產(chǎn)量占比為14.74%。近年來隨著國內(nèi)分子篩企業(yè)不斷進行技術(shù)突破，產(chǎn)品性能已達到國際標準，下游客戶對于產(chǎn)品的認同度和使用意愿獲得了明顯提升。

截至2021年年底，建龍微納分子篩原粉、成型分子篩、分子篩活化粉產(chǎn)能分別達到 41,000 噸、42,000噸、3,000 噸，產(chǎn)品規(guī)格種類 110 余種。數(shù)據(jù)顯示，2018年開始，建龍微納逐步發(fā)展成型分子篩產(chǎn)能和技術(shù)，整體營收產(chǎn)銷量快速增長，早期因原粉自用持續(xù)增長整體原粉銷量小幅度下降，2021年需求爆發(fā)整體分子篩產(chǎn)業(yè)皆快速增長，就利潤情況而言，作為國內(nèi)分子篩行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者整體議價能力持續(xù)提升，成型分子篩毛利率持續(xù)走高。

國內(nèi)國外先進企業(yè)壟斷程度較高，國產(chǎn)化推進背景下，技術(shù)持續(xù)推進，我國分子篩產(chǎn)能產(chǎn)量持續(xù)增長，目前國內(nèi)分子篩成本主要以原材料為主，占比近五成，其中鋁酸鈉、硅酸鈉和液堿加工而成的分子篩原粉為主要原材料。

分子篩產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展前景展望

近年來，沸石分子篩由于具有獨特的性能，已經(jīng)在吸附分離、催化等領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。但是對某些沸石分子篩的性能優(yōu)劣問題認識不夠深入，有的甚至還很膚淺，為了更加有效地發(fā)揮沸石分子篩在吸附分離、催化領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)勢，要注意以下幾個方面的工作：1)研制價格低廉的沸石分子篩，以降低生產(chǎn)成本為目的;2)研究沸石分子篩的合成及改性對結(jié)構(gòu)、組成和性能的影響，尋找提高其吸附容量和選擇性的方法;3)建立和完善評價吸附劑性能的定量指標，更好地為實際生產(chǎn)做出指導(dǎo)。

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